3
Передвижение реальной жидкости по трубе (сосуду)
обусловлено разностью давления в начале и в конце резервуара.
Основной причиной, создающей эту разность давлений в
кровеносных сосудах, является работа сердца. Поэтому сердце по
отношению к сосудистой системе можно рассматривать насосом.
С технической точки зрения, сердце мало чем отличается от
любого другого насоса, созданного инженерной мыслью. Как и
любой другой нагнетательный аппарат, сердце имеет насосные
камеры, где создается избыточное давление, и систему впускных
и выпускных клапанов, регулирующих уровень давления внутри
и снаружи насоса. Как правило, в техническом насосе
избыточное давление создается поршнем, который приводится в
движение различными способами, например,
электромеханическим приводом. В этом случае, электрическая
энергия обеспечивает избыточное давление в камере.
Принципиальное отличие биологического насоса от любого
технического заключается в том, что давление в сердечной
камере создается за счет сократительной функции живой ткани,
сердечной мышцы (миокарда). При этом энергия химических
реакций внутри клеток миокарда преобразуется в силу,
действующую на кровь, и обеспечивающую избыточное давление
в камере.
Непосредственным «топливом» для функционирования
сердечной мышцы является АТФ (аденозинтрифосфорная
кислота), в результате гидролиза которой высвобождается
значительное количество энергии. Геометрия сердечных камер и
архитектура мышечных волокон в сердечной стенке необычайно
сложны. Заложенная природой структурная неоднородность
сердца имеет глубокий смысл, на ней мы пока не будем
останавливать свое внимание. Наоборот, упростим конструкцию
биологического насоса, чтобы понять основные принципы его
функционирования.
Насосная камера сердца, например левый желудочек (ЛЖ),
имеет форму сферы с однородной мышечной стенкой. Заполним
эту сферу жидкостью (кровью) и создадим определенные условия
для обеспечения миокардом процесса генерации силы. Давление
в сферической камере, согласно закону Лапласа, прямо
пропорционально напряжению в стенке камеры, ее толщине, и